A observação do desempenho de pavimentos em serviço tem demonstrado que a utilização de misturas asfálticas com asfalto-borracha em camadas de revestimentos apresentam um comportamento estrutural superior quanto à fadiga e à deformação permanente comparativamente às misturas convencionais. Considerando a crescente aplicação deste tipo de misturas asfálticas no Brasil, neste trabalho foram realizados, em laboratório, os seguintes ensaios mecânicos de desempenho: (i) módulo dinâmico; (ii) fadiga (flexão alternada em quatro pontos), nos quais foram avaliadas misturas com asfalto-borracha do tipo terminal blend, de procedência brasileira. Dois tipos de asfalto-borracha terminal blend foram avaliados (com 15% e 20% de borracha), com dois tipos de granulometrias (dense graded e gap graded). O desempenho das misturas com asfalto-borracha terminal blend foi comparado com a mistura convencional Concreto Asfáltico Usinado à Quente Faixa “C” (CAUQ), considerada como a mistura referência e produzida com o asfalto CAP 50/70. Os resultados obtidos foram utilizados no dimensionamento de um pavimento, através da análise empiricomecanicista, no qual foi obtida a redução da espessura da camada de revestimento quando se utiliza uma mistura com asfalto-borracha. Os resultados dos ensaios de laboratório mostraram que as misturas com asfalto-borracha apresentaram um desempenho mecânico superior à mistura convencional. Considerando o uso de misturas com asfalto-borracha na camada de revestimento, em substituição à mistura convencional, foi possível obter-se uma considerável redução da espessura desta camada.